[发明专利]量子点的制备方法

说明书

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种量子点的制备方法。所述制备方法包括如下步骤：提供III族阳离子前驱体和配体，将所述III族阳离子前驱体和配体溶于溶剂中，在第一温度条件下进行加热处理，得到混合溶液；将所述混合溶液继续升温至第二温度，然后向所述混合溶液中加入V族阴离子前驱体，进行成核反应，得到III‑V族量子点核溶液。所述制备方法技术稳定、工艺简单、成本低，非常有利于后期规模化制备。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种量子点的制备方法。

背景技术

量子点，也称为半导体纳米晶，其颗粒半径接近或小于激子波尔半径。由于“量子尺寸”效应的存在，随着量子点的尺寸进一步减小时，连续的能级结构会逐渐向分立、不连续的能级结构转变。在受一定波长能量的光激发后，价带中吸收一定能量的光子被激发到导带，而处于激发态的电子会从导带跃迁至价带，并以光的形式释放能量，发出显著的荧光现象。因此，通过一定的方式来调整量子点的尺寸和化学组成可以使其发射光谱覆盖整个可见光区，甚至是近红外区。高质量的量子点的制备通常是采用溶液法制备，一方面量子点作为胶体溶液具有高分散性，从而便于物理操作；另一方面量子点具有的高色纯、宽色域和高稳定性等优点，是新一代显示技术的核心材料。

迄今，关于II-VI族量子点在合成和制备方面已经日趋成熟，所制备的量子点不仅质量高，且荧光性能优良。同时，高性能器件所使用的量子点多基于II-VI族化合物所构筑，尤其是红、绿色量子点，不仅发光效率高、且荧光寿命长，均可达到商业应用需求。但是，由于II-VI族量子点本身含有受限制的重金属元素，它们在实际应用和发展中受到了严格限制。反之，相比于II-VI族量子点，以InP为典型代表的III-V族量子点具有许多无比优越的性能。一方面，InP量子点的波尔半径为13nm，大的波尔半径使其受到的量子点效应更强；另一方面，InP量子点不含有受限制的重金属元素，符合绿色环保理念，且无内在毒性，被视为替代传统毒性强、污染严重的II-VI族镉基量子点的最重要的核心材料，同时也是突破现有显示技术的关键。

InP量子点存在一些不足：首先，与由离子键键合而成的传统型II-VI族量子点相比，InP量子点中In和P元素是通过共价键键合而成，所制备的量子点稳定性通常较差。其次，InP量子点的表面存在大量的P悬挂键，悬挂键的存在作为非辐射复合跃迁中心会大大降低其发光效率，通常InP核的发光效率低于1％。为进一步制备高发光效率的量子点，需要在其外面包覆一层或多层宽带隙的外壳层材料，这样的核壳结构可以有效的将局限在核中的载流子与充当非辐射复合跃迁中心的表面态分开，从而大大提高其发光效率。目前，常用的外壳层材料选择为ZnSe或ZnS，由于InP与ZnSe或ZnS间均存在较大的晶格适配度，因此ZnSe或ZnS外壳层均难以有效的生长在InP表面，使得最终核壳结构量子点发光效率较低。通常，合成质量较高的量子点外壳层的厚度不超过2nm，且稳定性较差。一方面，由于薄外壳层不利于激子的完美束缚，容易造成电子或空穴波函数离域至外壳层中，这极大的限制了其在新型显示中的应用。另一方面，由于P源选择有限，且其活性太强，高温注入瞬间，大量P单体用于成核，成核后未有足够的P单体用于后续外壳层的生长。因此，成核后的粒子进一步进行奥斯特瓦尔德熟化生长，最终量子点的尺寸分布相对较差，峰宽较宽。

目前，基于InP量子点的制备方法通常采用的是两锅法，即先进行InP核的制备，然后向清洗后的核溶液中加入过渡壳或外壳所需要的前驱体。所述方法升温速率的控制要求精确，且无论成核与长壳过程均需要较长的反应时间，而且外壳层前驱体加入过程中容易自发成核，不利于后续外壳层的生长。

因此，现有技术有待改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种量子点的制备方法，旨在解决现有量子点制备方法时间长、成本高和效率低的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种量子点的制备方法，包括如下步骤：